فیبر نوری چیست و چگونه کار میکند؟

با کابل فیبر نوری آشنایی دارید؟ کابل فیبر نوری یکی از تجهیزات فیبر نوری است که کاربردهای فراوانی دارد. در این مقاله قصد داریم شما را با فیبر نوری و کاربردهای آن آشنا کنیم.

فیبرنوری چیست؟

فيبر نوري يا تار نوري (Optical Fiber) رشته باريک و بلندي از يک ماده شفاف مثل شيشه يا پلاستيک است که مي‌تواند نوري را که از يک سمت به آن وارد شده، از سمت ديگر خارج کند.

اصلی‌ترین وظیفه فیبرهای نوری انتقال داده و اطلاعات در حجم بالا بین مسافت‌های طولانی است.

ساختار فیبرنوری

اصلی‌ترین لایه تشکیل‌دهنده فیبرهای نوری هسته است که جنس آن از شیشه یا پلاستیک شفاف است. وظیفه لایه هسته بازتاب نور میباشد که همراه با لایه پیرامون خود که پوسته نام دارد، یک مجموعه بازتابنده را تشکیل می‌دهد. همچنین اطراف پوسته نیز لایه‌هایی از جنس پلاستیک به عنوان محافظ قرار دارد.

کاربردهای فیبر نوری

کاربرد در سیستم های مخابراتی: مهم‌ ترین کاربرد فیبر نوری انتقال اطلاعات و داده‌ها در سیستم‌های مخابراتی است که پردازش اطلاعات در حجمی گسترده را توسط کابل‌های نوری امکان پذیر میکند.
کاربرد در حسگرها: استفاده از حسگرهای فیبر نوری برای اندازه‌ گیری کمیت‌های فیزیکی مانند جریان الکتریکی، میدان مغناطیسی، فشار، حرارت، جابجایی، آلودگی آب‌های دریا، سطح مایعات، تشعشعات پرتوهای گاما و ایکس در سال‌های اخیر مرسوم شده است.
کاربردهای نظامی: فیبر نوری در صنایع جنگ افزاری نیز کاربرد دارد. از جمله این کاربردها می توان به برقراری ارتباط و کنترل با آنتن رادار، کنترل و هدایت موشک ها و ارتباط زیر دریایی ها اشاره کرد.
کاربردهای پزشکی: از فیبرنوری می توان در تشخیص بیماری ها و آزمایش های گوناگون در پزشکی و مواردی همانند دزیمتری غدد سرطانی، شناسایی نارسایی‌های داخلی بدن، جراحی لیزری، اندازه‌گیری مایعات و خون استفاده کرد. همچنین از تارهای نوری در دستگاه‌هایی به نام آندوسکوپ استفاده می‌شود تا به درون نای، مری، روده و مثانه فرستاده شود و درون بدن انسان قابل مشاهده باشد.
کاربرد فیبرنوری در روشنابی: امروزه از فیبر نوری در صنعت روشنایی نیز استفاده می شود. در این فناوری نور از منبع نوری که می‌تواند نور مصنوعی (نور لامپ های الکتریکی) و یا نور طبیعی (نور خورشید) باشد وارد فیبر نوری شده و از این طریق به محل مصرف منتقل می‌شود.

انواع فیبرنوری

فیبر نوری از نظر نحوه انتقال سیگنال به دو نوع (فیبر نوری تک حالته و فیبر نوری چند حالته) تقسیم می‌شود.

فیبر نوری تک حالته (Single mode): کابل فیبر نوری تک حالته، نور را بدون شکست و به صورت مستقیم انتقال می دهد، منبع نوری سینگل مودها لیزر است. سینگل مودها شدت نور بالایی داشته و قطر هسته این کابل ها بسیار کم است. از فیبر نوری تک حالته بیش‌تر در مسافت‌های طولانی استفاده می‌شود.
فیبر نوری چند حالته (Multi mode): کابل فیبر نوری چند حالته دارای قطر بیش‌تری نسبت به فیبر نوری تک حالته می‌باشد. هرچه قطر هسته بیش‌تر باشد انتقال داده‌های بیش‌تری صورت میپذیرد. در فیبر نوری چند حالته بر خلاف فیبر نوری تک حالته امکان تداخل و از دست رفتن سیگنال بیش‌تر می‌باشد.

مزایای فیبرنوری

فیبر نوری دارای مزایای بسیار زیادی می‌باشد که از جمله آن میتوان به بالاتر بودن پهنای باند فیبر نوری، قوی تر، نازک تر و سبک تر بودن کابل‌های فیبر نوری نسبت به کابل‌های مسی اشاره کرد. همچنین کابل های فیبر نوری نسبت به کابل‌های مسی نیاز به مراقبت‌های مستمر و تعویض ندارد.

معایب فیبر نوری

تمام کابل‌ها دارای معایب هستند و فیبرنوری هم از این مسئله مستثنا نیست. قیمت سیم مسی در اغلب مواقع از فیبر نوری ارزان‌تر است که این مسئله یکی از معایب فیبر نوری محسوب می‌شود. از طرف دیگر اگر فیبر نوری را به صورت روکار استفاده کنید باید بیشتر از کابل‌های مسی از آنها مراقبت نمایید. همچنین کابل‌های فیبر نوری به علت جنس هسته که از شیشه می‌باشد در مقایسه با کابل‌های مسی شکننده تر هستند.